JavaScript 的并发模型基于"事件循环"。这个模型与像 C 或者 Objective-c 或者java 这种其它语言中的模型截然不同。
运行时概念
下面的内容解释了一个理论上的模型。现代 JavaScript 引擎着重实现和优化了描述的几个语义。
栈
函数调用形成了一个栈帧。
function foo(b) {
var a = 10;
return a + b + 11;
}
function bar(x) {
var y = 3;
return foo(x * y);
}
console.log(bar(7));
当调用bar时,创建了第一个帧 ,帧中包含了bar的参数和局部变量。当bar调用foo时,第二个帧就被创建,并被压到第一个帧之上,帧中包含了foo的参数和局部变量。当foo返回时,最上层的帧就被弹出栈(剩下bar函数的调用帧 )。当bar返回的时候,栈就空了。
堆
对象被分配在一个堆中,即用以表示一个大部分非结构化的内存区域。
队列
一个 JavaScript 运行时包含了一个待处理的消息队列。每一个消息都有一个为了处理这个消息相关联的函数。
在事件循环期间的某个时刻,运行时总是从最先进入队列的一个消息开始处理队列中的消息。正因如此,这个消息就会被移出队列,并将其作为输入参数调用与之关联的函数。为了使用这个函数,调用一个函数总是会为其创造一个新的栈帧,一如既往。
函数的处理会一直进行直到执行栈再次为空;然后事件循环将会处理队列中的下一个消息(如果还有的话)。
事件循环
之所以称为事件循环,是因为它经常被用于类似如下的方式来实现
while (queue.waitForMessage()) {
queue.processNextMessage();
}
如果当前没有任何消息queue.waitForMessage 会等待同步消息到达。
执行至完成
每一个消息完整的执行后,其它消息才会被执行。当你分析你的程序时,这点提供了一些优秀的特性,包括每当一个函数运行时,它就不能被抢占,并且在其他代码运行之前完全运行(且可以修改此函数操作的数据)。这与C语言不同,例如,如果函数在线程中运行,则可以在任何位置终止然后在另一个线程中运行其他代码。
这个模型的一个缺点在于当一个消息需要太长时间才能完成,Web应用无法处理用户的交互,例如点击或滚动。浏览器用“程序需要过长时间运行”的对话框来缓解这个问题。一个很好的做法是使消息处理缩短,如果可能,将一个消息裁剪成几个消息。
添加消息
在浏览器里,当一个事件出现且有一个事件监听器被绑定时,消息会被随时添加。如果没有事件监听器,事件会丢失。所以点击一个附带点击事件处理函数的元素会添加一个消息。其它事件亦然。
调用 setTimeout 函数会在一个时间段过去后在队列中添加一个消息。这个时间段作为函数的第二个参数被传入,时间参数的值代表了消息被实际加入到队列的最小延迟时间。如果队列中没有其它消息,消息会被马上处理。但是,如果有其它消息,setTimeout消息必须等待其它消息处理完。因此第二个参数仅仅表示最少的时间 而非确切的时间。
零延迟
零延迟并不是意味着回调会立即执行。在零延迟调用 setTimeout 时,其并不是过了给定的时间间隔后就马上执行回调函数。其等待的时间基于队列里正在等待的消息数量。在下面的例子中,"this is just a message" 将会在回调获得处理之前输出到控制台,这是因为延迟是要求运行时处理请求所需的最小时间,但不是有所保证的时间。
(function() {
console.log('this is the start');
setTimeout(function cb() {
console.log('this is a msg from call back');
});
console.log('this is just a message');
setTimeout(function cb1() {
console.log('this is a msg from call back1');
}, 0);
console.log('this is the end');
})();
// 输出顺序
// "this is the start"
// "this is just a message"
// "this is the end"
// note that function return, which is undefined, happens here
// "this is a msg from call back"
// "this is a msg from call back1"
多个运行时互相通信
一个 web worker 或者一个跨域的iframe都有自己的栈,堆和消息队列。两个不同的运行时只能通过 postMessage方法进行通信。如果后者侦听到message事件,则此方法会向其他运行时添加消息
永不阻塞
JavaScript 的一个非常有趣的特性是事件循环模型,与许多其他语言不同,它永不阻塞。 处理 I/O 通常通过事件和回调来执行,所以当一个应用正等待IndexedDB查询返回或者一个 XHR 请求返回时,它仍然可以处理其它事情,如用户输入。
例外是存在的,如 alert或者同步 XHR,但应该尽量避免使用它们。注意,例外的例外也是存在的(但通常是实现错误而非其它原因)
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